所有人都知道IGBT的標準定義,但是很少有人詳細地、系統地從這句話抽絲剝繭,一層一層地分析為什么定義里說IGBT是由BJT和MOS組成的,它們之間有什么區別和聯系,在應用的時候,什么時候能選擇IGBT、什么時候選擇BJT、什么時候又選擇MOSFET管。這些問題其實并非很難,你跟著我看下去,就能窺見其區別及聯系。為什么說IGBT是由BJT和MOSFET組成的器件?要搞清楚IGBT、BJT、MOSFET之間的關系,就必須對這三者的內部結構和工作原理有大致的了解。BJT:雙極性晶體管,俗稱三極管。內部結構(以PNP型BJT為例)如下圖所示。BJT內部結構及符號如同我上篇文章(IGBT這玩意兒——從名稱入手)講的,雙極性即意味著器件內部有空穴和電子兩種載流子參與導電,BJT既然叫雙極性晶體管,那其內部也必然有空穴和載流子,理解這兩種載流子的運動是理解BJT工作原理的關鍵。由于圖中e(發射極)的P區空穴濃度要大于b(基極)的N區空穴濃度,因此會發生空穴的擴散,即空穴從P區擴散至N區。同理,e(發射極)的P區電子濃度要小于b(基極)的N區電子濃度,所以電子也會發生從N區到P區的擴散運動。這種運動終會造成在發射結上出現一個從N區指向P區的電場,即內建電場。Infineon那邊給出的解釋為:IGBT的“損耗”包括“導通損耗”和“開關損耗”。山東本地英飛凌IGBT值得推薦
空穴收集區8可以處于與第1發射極單元金屬2隔離的任何位置,特別的,在終端保護區域的p+場限環也可以成為空穴收集區8,本發明實施例對此不作限制說明。因此,本發明實施例提供的igbt芯片在電流檢測過程中,通過檢測電阻上產生的電壓,得到工作區域的電流大小。但是,在實際檢測過程中,檢測電阻上的電壓同時抬高了電流檢測區域的mos溝槽溝道對地電位,即相當降低了電流檢測區域的柵極電壓,從而使電流檢測區域的mos的溝道電阻增加。當電流檢測區域的電流越大時,電流檢測區域的mos的溝道電阻就越大,從而使檢測電壓在工作區域的電流越大,導致電流檢測區域的電流與工作區域電流的比例關系偏離增大,產生大電流下的信號失真,造成工作區域在大電流或異常過流的檢測精度低。而本發明實施例中電流檢測區域的第二發射極單元相當于沒有公共柵極單元提供驅動,即對于igbt芯片的電子和空穴兩種載流子形成的電流,電流檢測區域的第二發射極單元只獲取空穴形成的電流作為檢測電流,從而避免了檢測電流受公共柵極單元的電壓的影響,以及測試電壓的影響而產生信號的失真,即避免了公共柵極單元因對地電位變化造成的偏差,從而提高了檢測電流的精度。實施例二:在上述實施例的基礎上。北京定制英飛凌IGBT代理商IHV,IHM,PrimePACK封裝(俗稱“黑模塊”):這類模塊的封裝顏色是黑色的,屬于大功率模塊。
有無緩沖區決定了IGBT具有不同特性。有N*緩沖區的IGBT稱為非對稱型IGBT,也稱穿通型IGBT。它具有正向壓降小、犬斷時間短、關斷時尾部電流小等優點,但其反向阻斷能力相對較弱。無N-緩沖區的IGBT稱為對稱型IGBT,也稱非穿通型IGBT。它具有較強的正反向阻斷能力,但它的其他特性卻不及非對稱型IGBT。如圖2-42(b)所示的簡化等效電路表明,IGBT是由GTR與MOSFET組成的達林頓結構,該結構中的部分是MOSFET驅動,另一部分是厚基區PNP型晶體管。五、IBGT的工作原理簡單來說,IGBT相當于一個由MOSFET驅動的厚基區PNP型晶體管,它的簡化等效電路如圖2-42(b)所示,圖中的RN為PNP晶體管基區內的調制電阻。從該等效電路可以清楚地看出,IGBT是用晶體管和MOSFET組成的達林頓結構的復合器件。岡為圖中的晶體管為PNP型晶體管,MOSFET為N溝道場效應晶體管,所以這種結構的IGBT稱為N溝道IIGBT,其符號為N-IGBT。類似地還有P溝道IGBT,即P-IGBT。IGBT的電氣圖形符號如圖2-42(c)所示。IGBT是—種場控器件,它的開通和關斷由柵極和發射極間電壓UGE決定,當柵射電壓UCE為正且大于開啟電壓UCE(th)時,MOSFET內形成溝道并為PNP型晶體管提供基極電流進而使IGBT導通,此時,從P+區注入N-的空穴。
圖1所示為一個N溝道增強型絕緣柵雙極晶體管結構,N+區稱為源區,附于其上的電極稱為源極。N+區稱為漏區。器件的控制區為柵區,附于其上的電極稱為柵極。溝道在緊靠柵區邊界形成。在漏、源之間的P型區(包括P+和P一區)(溝道在該區域形成),稱為亞溝道區(Subchannelregion)。而在漏區另一側的P+區稱為漏注入區(Draininjector),它是IGBT特有的功能區,與漏區和亞溝道區一起形成PNP雙極晶體管,起發射極的作用,向漏極注入空穴,進行導電調制,以降低器件的通態電壓。附于漏注入區上的電極稱為漏極。IGBT的開關作用是通過加正向柵極電壓形成溝道,給PNP晶體管提供基極電流,使IGBT導通。反之,加反向門極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT關斷。IGBT的驅動方法和MOSFET基本相同,只需控制輸入極N一溝道MOSFET,所以具有高輸入阻抗特性。當MOSFET的溝道形成后,從P+基極注入到N一層的空穴(少子),對N一層進行電導調制,減小N一層的電阻,使IGBT在高電壓時,也具有低的通態電壓。IGBT和可控硅區別IGBT與晶閘管1.整流元件(晶閘管)簡單地說:整流器是把單相或三相正弦交流電流通過整流元件變成平穩的可調的單方向的直流電流。其實現條件主要是依靠整流管。三項整流橋+6單元的三項全橋IGBT拓撲:以FP開頭。
將igbt模塊中雙極型三極管bjt的集電極和絕緣柵型場效應管mos的漏電極斷開,并替代包含鏡像電流測試的電路中的取樣igbt,從而得到包含無柵極驅動的電流檢測的igbt芯片的等效測試電路,即圖5中的igbt芯片結構,從而得到第二發射極單元201和第三發射極單元202,此時,bjt的集電極單獨引出,即第二發射極單元201,作為測試電流的等效電路,電流檢測區域20只取bjt的空穴電流作為檢測電流,且,空穴電流與工作區域10的工作電流成比例關系,從而通過檢測電流檢測區域20中的電流即可得到igbt芯片的工作區域10的電流,避免了現有方法中柵極對地電位變化造成的偏差,提高了檢測電流的精度。此外,在第1表面上,電流檢測區域20設置在工作區域10的邊緣區域,且,電流檢測區域20的面積小于工作區域10的面積。此外,igbt芯片為溝槽結構的igbt芯片,在電流檢測區域20和工作區域10的對應位置內分別設置多個溝槽,可選的,電流檢測區域20和工作區域10可以同時設置有多個溝槽,或者,工作區域10設置有多個溝槽,本發明實施例對此不作限制說明。以及,當設置有溝槽時,在每個溝槽內還填充有多晶硅。此外,在第1表面和第二表面之間,還設置有n型耐壓漂移層和導電層。英飛凌IGBT模塊是按殼溫Tc=80℃或100℃來標稱其比較大允許通過的集電極電流(Ic)。山東優勢英飛凌IGBT供應
通常IGBT模塊的工作電壓(600V、1200V、1700V)均對應于常用電網的電壓等級。山東本地英飛凌IGBT值得推薦
對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例提供的一種igbt器件的結構圖;圖2為本發明實施例提供的一種電流敏感器件的結構圖;圖3為本發明實施例提供的一種kelvin連接示意圖;圖4為本發明實施例提供的一種檢測電流與工作電流的曲線圖;圖5為本發明實施例提供的一種igbt芯片的結構示意圖;圖6為本發明實施例提供的另一種igbt芯片的結構示意圖;圖7為本發明實施例提供的一種igbt芯片的表面結構示意圖;圖8為本發明實施例提供的另一種igbt芯片的表面結構示意圖;圖9為本發明實施例提供的另一種igbt芯片的表面結構示意圖;圖10為本發明實施例提供的另一種igbt芯片的表面結構示意圖;圖11為本發明實施例提供的另一種igbt芯片的表面結構示意圖;圖12為本發明實施例提供的另一種igbt芯片的表面結構示意圖;圖13為本發明實施例提供的另一種igbt芯片的表面結構示意圖;圖14為本發明實施例提供的另一種igbt芯片的表面結構示意圖;圖15為本發明實施例提供的一種半導體功率模塊的結構示意圖;圖16為本發明實施例提供的一種半導體功率模塊的連接示意圖。圖標:1-電流傳感器;10-工作區域;101-第1發射極單元。山東本地英飛凌IGBT值得推薦
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